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1、 衢州职业技术学院 毕业设计（论文）课 题 名 称主轴伺服系统和变频器的诊断和维修 院 别 机电工程学院 专 业 班 级 数控设备应用和维护 学 生 姓 名 指 导 教 师 二O一六年五月 摘要1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对关系国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展也起着越来越重要的作用（因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势）
2、。数控机床是机电一体化在机械加工领域中的典型产品，具有高精度、高效率和高适应性的特点。数控机床已在我国批量生产、大量引进和推广使用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来了很大的经济效益。关键词：主轴伺服，系统变频器维修 目 录摘要 _I1.0绪论_1 1. 1数控机床主轴的概念_1 1. 2数控机床主轴的组成_1 1.3人工神经元网络(ANN)诊断_12.0数控主轴故障常用诊断方法_2 2.1主轴故障的基本概念_22.2数控系统的可靠性_22.3数控机床维修的特点_3 3.0数控主轴故障诊断及其诊断方法_4 3.1 数控主轴的故障诊断_4 3.2 数控主轴故障诊断原则和方法_4 4.0 数
3、控主轴故障排除方法的应用_6 4.1 初始化复位法_6 4.2 参数更改，程序更正法_6 4.3 最佳化调节法_6 5.0 数控车床维护和保养_12 5.1 点检_12 5.2 数控系统的日常维护_12 5.3 电源的维护和保养_12 5.4 数控机床的抗干扰_126.0 数控主轴维护案例分析_147.0 结论_158.0 参考文献_169.0 致谢_171 绪论1.1数控机床主轴的概念数控（NC）机床是一种通过编码指令编制零件加工程序，使刀具沿着程序编制的轨迹自动定位的机床。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品；数控机床的核心是它的控制单元即数控系统。其技术
4、范围履盖很多领域，包括：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术：(6)软件技术等1.2数控机床主轴的组成数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。1.2.1数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。1.2.2伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。 1.2.3检测
5、反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。 1.2.4.机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等）。 1.3. 人工神经元网络(ANN)诊断 ANN具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。这种方法将被诊断的系统的症状作为网络的输入，将按一定数学模型所求得的故障原因作为网络的输出并且神经网络将经过学习所得到的知识以分布的方式隐存在网络上，每个输出神经元对应着一个故障原因。2 数控主轴故障常用诊断方法1故障的基本概念故障数控机床全部或部分丧失原有的功能。故障诊断在数控
6、机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。1.故障的分类2.1.1从故障的起因分类关联性故障和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。 非关联性故障和系统本身结构和制造无关的故障。 2.1.2从故障发生的状态分类突然故障发生前无故障征兆，使用不当。渐变故障发生前有故障征兆，逐渐严重。2.1.3按故障发生的性质分类软件故障程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。硬件故障电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。干扰故障由于系统工艺、
7、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。2.1.4按故障的严重程度分类危险性故障数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。安全性故障机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。2.数控系统的可靠性数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。衡量的指标有： MTBF平均无故障时间 MTTR排除故障的修理时间 平均有效度A： A=MTBF/（MTBF+MTTR）3.数控机床维修的特点3.1数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；3.2一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量
8、和质量；3.3数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。对人员的基本要求3.4应熟悉掌握数控机床的操作技能，熟悉编程工作，了解数控系统的基本工作原理和结构组成；3.5必须详细熟读数控机床有关的各种说明书，了解有关规格、操作说明、维修说明，以及系统的性能、结构布局、电缆连接、电气原理图和机床PLC梯形图等；3.6除会用传统仪器仪表工具外，还应具备使用多通道示波器、逻辑分析仪和频谱分析仪等现代化、智能化仪器的技能；3.7在完成一次故障诊断及排除故障过程后，应能对诊断排除故障工作，进行总结；能做好故障诊断及维护记录，分析故障产生的原因及排除故障的方法，归类存档；知识
9、面广，掌握计算机技术、模拟和数字电路基础、自动控制和电机拖动、检测技术及机械加工工艺方面的基础知识和具备一定的外语水平。四 排故前的准备工作接到用户的直接要求后，应尽可能直接和用户联系，以便尽快地获取现场及故障信息。如数控机床的进给和主轴驱动型号、报警指示或故障现象、用户现场有无备件等。五、 现场排故和维修对数控机床出现的故障(主要是数控系统部分)进行诊断，找出故障部位过程的关键是诊断，即对系统或外围线路进行检测，确定有无故障，并对故障定位指出故障的确切位置。从整机定位到插线板，在某些场合下要定位到元器件。3 数控主轴故障诊断及其诊断方法1数控主轴的故障诊断数控系统的故障诊断一般有故障检测、故
10、障判断、隔离及故障定位三个阶段。第一个阶段的故障检测是对数控系统进行测试，判断是否存在故障；第二阶段是判断故障性质，并分离出故障部件或模块；第三阶段是将故障定位到可以更换的模块或印制线路板上，以缩短修理时间。1.1初步判别通常在资料较全时，可通过资料分析判断故障所在，或采取接口信号法，根据故障现象判别可能发生故障的部位，而后再按照故障和这一部位的具体特点，逐个部位检查，初步判别。1.2 报警处理1系统报警的处理：数控系统发生故障时，一般在显示屏或操作面板上给出故障报警信号和相应的信息。通常系统的操作手册中都有详细的报警信号、报警内容和处理方法。由于系统的报警设置单一、齐全，维修时可根据每一报警
11、后面给出的信息和处理办法自行处理；2机床报警和操作信息的处理：机床制造厂根据机床的电气特点，应用PLC程序，将一些能反映机床接口电气控制方面的故障或操作信息以特定的标志，通过显示器给出，并可通过特定键，看到更详尽的报警说明。3 无报警或无法报警的故障处理当系统的PLC无法运行，系统已停机或系统没有报警但工作不正常时，需要根据故障发生前后的系统状态信息，运用已掌握的理论基础进行分析，做出正确的判断。2数控主轴故障诊断原则和方法数控主轴故障诊断原则1 先外部后内部。数控机车是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也我由这三者综合反映出来。维修人员应该由外向内逐一进行排查。尽量避免随意地启封、拆卸，否者会扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。2先机械后电气。一般说来，机械
